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D-STATCOM的3D-SVPWM控制方法研究

作　者: 李东旭
导　师: 常鲜戎
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网静止同步补偿器 三相四线制 三维空间矢量PWM MATLAB 数字信号处理器
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近些年来,随着高新技术尤其是信息技术的飞速发展,配电网中对电能质量敏感型负荷也越来越多,电能质量问题造成的危害显得也更加突出。配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,D-STATCOM)作为FACTS重要成员,在电网无功功率补偿和谐波抑制等方面起到显著的作用,成为现代电能质量控制研究的热点。本文针对配电网中存在的谐波电流、不平衡电流、零序和负序电流等有害电流,重点研究了三相四线制D-STATCOM的控制方法。针对三相四线制D-STATCOM的结构特点,采用三维空间矢量PWM控制策略。分别详细推导和介绍了基于αβγ坐标系三维控制矢量PWM的调制原理和数字控制算法实现。理论分析表明,三维空间矢量调制与传统的滞环控制、三角载波控制等相比,直流电压的利用率低,谐波含量更小,容易数字化实现,且随着DSP的发展,算法的执行时间也是完全可以接受的。运用仿真软件MATLAB/SIMULINK对在不同的负载情况下进行采用三维空间矢量PWM控制的D-STATCOM补偿研究。仿真结果表明,采用三维空间矢量PWM控制的D-STATCOM具有很好的抑制电网谐波、补偿电网无功、平衡三相不对称负载以及补偿中线电流的功能,并在突变负载的情况下具有很好的动态响应能力。最后在TI公司的DSP TMS320F2812的开发平台CCS编写了采用三维空间矢量PWM控制的D-STATCOM控制程序,并在搭建好的实验平台下进行了不平衡负载实验研究,实验结果验证了D-STATCOM所采用的三维空间矢量PWM和谐波电流检测方法的可行性与正确性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 引言  9-13
  1.1 选题的背景及研究意义  9
  1.2 国内外的研究动态  9-11
  1.3 本文的主要工作  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第2章 D-STATCOM 原理与电流检测方法  13-18
  2.1 三相四线制D-STATCOM 的简介  13-14
  2.2 D-STATCOM 的基本原理简介  14
  2.3 三相四线制D-STATCOM 的构成  14-16
    2.3.1 主电路  15-16
    2.3.2 控制系统  16
  2.4 D-STATCOM 的电流检测方法  16-17
  2.5 本章小结  17-18
第3章 三维空间矢量PWM 的调制原理  18-28
  3.1 引言  18-19
  3.2 三相四线制D-STATCOM 的空间矢量的分布  19-20
  3.3 四桥臂D-STATCOM 的3D-SVPWM 算法  20-27
    3.3.1 判断参考矢量v ref 区域位置  21-24
    3.3.2 相邻矢量作用时间的计算  24-26
    3.3.3 开关顺序和零矢量的选择  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第4章 三相四线制D-STATCOM 仿真与分析  28-42
  4.1 MATLAB/SIMULINK 仿真技术概述  28-29
  4.2 三相四线制D-STATCOM 仿真模型的建立  29-35
    4.2.1 仿真模型总体结构及参数  29-31
    4.2.2 3D-SVPWM 控制系统仿真模型  31-35
  4.3 仿真结果与分析  35-41
    4.3.1 三相四线制对称负载的仿真  35-37
    4.3.2 三相四线制不对称负载仿真  37-40
    4.3.3 D-STATCOM 动态响应的仿真  40-41
    4.3.4 D-STATCOM 补偿无功功率的仿真  41
  4.4 本章小结  41-42
第5章 系统的软件设计  42-51
  5.1 引言  42-43
  5.2 系统的软件设计及实现  43-50
    5.2.1 DSP 初始化程序设计  45-46
    5.2.2 主程序框架结构  46-48
    5.2.3 三维空间矢量PWM 原理的软件实现  48-50
  5.3 本章小结  50-51
第6章 三相四线制D-STATCOM 的实验研究  51-55
  6.1 引言  51
  6.2 实验的参数  51-53
  6.3 实验结果与分析  53-54
  6.4 本章小结  54-55
第7章 结论与展望  55-56
参考文献  56-59
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  59
攻读硕士学位期间参加的科研工作  59-60
致谢  60-61
详细摘要  61-69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整 > 电压与无功功率的自动调整
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